JP3371707B2 - 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は筒内直接噴射式内燃
機関の燃料噴射制御装置に関する。
機関の燃料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高い燃費を確保するために空燃比を非常
に大きくしたリーン混合気を大部分の機関運転領域にお
いて燃焼するようにしたリーンバーン内燃機関が知られ
ている。リーンバーン内燃機関では多量のＮＯX を排出
するため、このＮＯX を浄化するための浄化触媒を排気
系に配置する必要がある。従来から三元触媒が良く知ら
れているが、これは排気ガスの空燃比が理論空燃比のと
きに良好な浄化特性を示すため、排気ガス中の酸素濃度
が非常に高いリーンバーン内燃機関において三元触媒を
用いてＮＯX を良好に浄化することができない。従って
リーンバーン内燃機関では排気ガスの空燃比がリーンの
ときに適量のＨＣ、ＣＯ等の存在下でＮＯ X をＨＣ、Ｃ
Ｏと選択的に反応させるリーンＮＯX 触媒としてＮＯX
選択還元触媒が用いられる。上述のようにＮＯX 選択還
元触媒でＮＯX を浄化するためには触媒内に適量のＨＣ
成分等が必要とされる。ところが、筒内直接噴射式内燃
機関の通常運転時の排気中のＨＣ成分等の量は極めて少
なくなる。このため通常の運転状態では触媒のＮＯX 浄
化能力が低下してしまう。これを防止するためにはリー
ン空燃比運転実施時に定期的にＮＯX 選択還元触媒にＨ
Ｃ成分等を供給することが必要である。例えば特開平４
−２３１６４５号公報では、リーンバーンタイプの筒内
直接噴射式内燃機関において機関駆動力を得るために通
常筒内へ行われる噴射（以下、主噴射）のあとに別個の
噴射（以下、副噴射）を筒内へ行うことにより、未燃Ｈ
ＣをＮＯX 選択還元触媒へ供給している。
に大きくしたリーン混合気を大部分の機関運転領域にお
いて燃焼するようにしたリーンバーン内燃機関が知られ
ている。リーンバーン内燃機関では多量のＮＯX を排出
するため、このＮＯX を浄化するための浄化触媒を排気
系に配置する必要がある。従来から三元触媒が良く知ら
れているが、これは排気ガスの空燃比が理論空燃比のと
きに良好な浄化特性を示すため、排気ガス中の酸素濃度
が非常に高いリーンバーン内燃機関において三元触媒を
用いてＮＯX を良好に浄化することができない。従って
リーンバーン内燃機関では排気ガスの空燃比がリーンの
ときに適量のＨＣ、ＣＯ等の存在下でＮＯ X をＨＣ、Ｃ
Ｏと選択的に反応させるリーンＮＯX 触媒としてＮＯX
選択還元触媒が用いられる。上述のようにＮＯX 選択還
元触媒でＮＯX を浄化するためには触媒内に適量のＨＣ
成分等が必要とされる。ところが、筒内直接噴射式内燃
機関の通常運転時の排気中のＨＣ成分等の量は極めて少
なくなる。このため通常の運転状態では触媒のＮＯX 浄
化能力が低下してしまう。これを防止するためにはリー
ン空燃比運転実施時に定期的にＮＯX 選択還元触媒にＨ
Ｃ成分等を供給することが必要である。例えば特開平４
−２３１６４５号公報では、リーンバーンタイプの筒内
直接噴射式内燃機関において機関駆動力を得るために通
常筒内へ行われる噴射（以下、主噴射）のあとに別個の
噴射（以下、副噴射）を筒内へ行うことにより、未燃Ｈ
ＣをＮＯX 選択還元触媒へ供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところでＮＯX 選択還
元触媒には浄化作用を行う適正温度範囲が存在する。即
ち、触媒温度が適正温度範囲以下のときには適量のＨＣ
が触媒内に流入してもＨＣとＮＯX が反応せずに十分浄
化作用がおこなわれない。そこで、燃焼爆発直後に副噴
射で再度燃料を燃料室に噴射すると燃料が燃焼して十分
高温な排気ガスとして排出され触媒に流入することとな
る。そのため、触媒又はその近傍の温度は高温な排ガス
によって瞬時に上記適正温度範囲内に上昇する。しか
し、上記適正温度範囲に入ったと検知した後、別の気筒
の副噴射によってＨＣを供給したのではタイムラグで触
媒が上記適正温度範囲内にもかかわらずＨＣを添加して
いない期間が生じてしまうという問題がある。本発明の
目的はＮＯX 選択還元触媒の浄化率を高く維持すること
にある。
元触媒には浄化作用を行う適正温度範囲が存在する。即
ち、触媒温度が適正温度範囲以下のときには適量のＨＣ
が触媒内に流入してもＨＣとＮＯX が反応せずに十分浄
化作用がおこなわれない。そこで、燃焼爆発直後に副噴
射で再度燃料を燃料室に噴射すると燃料が燃焼して十分
高温な排気ガスとして排出され触媒に流入することとな
る。そのため、触媒又はその近傍の温度は高温な排ガス
によって瞬時に上記適正温度範囲内に上昇する。しか
し、上記適正温度範囲に入ったと検知した後、別の気筒
の副噴射によってＨＣを供給したのではタイムラグで触
媒が上記適正温度範囲内にもかかわらずＨＣを添加して
いない期間が生じてしまうという問題がある。本発明の
目的はＮＯX 選択還元触媒の浄化率を高く維持すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、一番目の発明では、リーンＮＯＸ触媒を排気系に具
備し、吸気行程または圧縮行程において筒内へ主噴射を
行い、該主噴射とは別個に筒内へ副噴射を行う筒内噴射
式内燃機関の燃料噴射制御装置において、上記リーンＮ
ＯＸ触媒の温度が予め定められた温度よりも低いときに
は上記副噴射として膨張行程において第一の副噴射を行
って該第一の副噴射により供給したＨＣを筒内にて燃焼
させることによって該筒内から排出される排気ガスの温
度を上昇すると共に、第一の副噴射後の膨張行程または
排気行程において第二の副噴射を行って該第二の副噴射
により供給したＨＣを筒内から排出させることによって
該筒内から排出される排気ガス中のＨＣ量を増大し、一
方、上記リーンＮＯＸ触媒の温度が上記予め定められた
温度以上であるときには上記副噴射として上記第二の副
噴射のみを行う。 これにより、リーンＮＯｘ触媒の温度
が予め定められた温度よりも低いときには、第一の副噴
射によって排気ガスの温度が上昇せしめられると共に、
第二の副噴射によってリーンＮＯｘ触媒にＨＣが供給さ
れ、一方、リーンＮＯｘ触媒の温度が上記予め定められ
た温度以上であるときには、第二の副噴射のみが行われ
てリーンＮＯｘ触媒にＨＣが供給される。 二番目の発明
では、一番目の発明において、上記第一の副噴射は圧縮
上死点〜圧縮上死点後１２０°のクランクタイミングで
実行され、上記第二の副噴射は圧縮上死点後１５０°〜
１８０°のクランクタイミングで実行される。
に、一番目の発明では、リーンＮＯＸ触媒を排気系に具
備し、吸気行程または圧縮行程において筒内へ主噴射を
行い、該主噴射とは別個に筒内へ副噴射を行う筒内噴射
式内燃機関の燃料噴射制御装置において、上記リーンＮ
ＯＸ触媒の温度が予め定められた温度よりも低いときに
は上記副噴射として膨張行程において第一の副噴射を行
って該第一の副噴射により供給したＨＣを筒内にて燃焼
させることによって該筒内から排出される排気ガスの温
度を上昇すると共に、第一の副噴射後の膨張行程または
排気行程において第二の副噴射を行って該第二の副噴射
により供給したＨＣを筒内から排出させることによって
該筒内から排出される排気ガス中のＨＣ量を増大し、一
方、上記リーンＮＯＸ触媒の温度が上記予め定められた
温度以上であるときには上記副噴射として上記第二の副
噴射のみを行う。 これにより、リーンＮＯｘ触媒の温度
が予め定められた温度よりも低いときには、第一の副噴
射によって排気ガスの温度が上昇せしめられると共に、
第二の副噴射によってリーンＮＯｘ触媒にＨＣが供給さ
れ、一方、リーンＮＯｘ触媒の温度が上記予め定められ
た温度以上であるときには、第二の副噴射のみが行われ
てリーンＮＯｘ触媒にＨＣが供給される。 二番目の発明
では、一番目の発明において、上記第一の副噴射は圧縮
上死点〜圧縮上死点後１２０°のクランクタイミングで
実行され、上記第二の副噴射は圧縮上死点後１５０°〜
１８０°のクランクタイミングで実行される。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、１は筒内直接
噴射式のディーゼル内燃機関の機関本体、２はピスト
ン、３は燃焼室、４は排気弁、５は排気ポートを夫々示
す。各気筒には夫々燃焼室３内に向けて燃料を噴射する
燃料噴射弁６が取り付けられる。排気ポート５はエキゾ
ーストマニホルド７および排気管８を介してリーンＮＯ
X 触媒としてのＮＯX 選択還元触媒１０に接続される。
噴射式のディーゼル内燃機関の機関本体、２はピスト
ン、３は燃焼室、４は排気弁、５は排気ポートを夫々示
す。各気筒には夫々燃焼室３内に向けて燃料を噴射する
燃料噴射弁６が取り付けられる。排気ポート５はエキゾ
ーストマニホルド７および排気管８を介してリーンＮＯ
X 触媒としてのＮＯX 選択還元触媒１０に接続される。
【０００６】電子制御ユニット４０はデジタルコンピュ
ータからなり双方向性バス４１を介して相互に接続され
たＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４２、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）４３、ＲＯＭ（リードオンメモリ）
４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備す
る。ＮＯX 選択還元触媒１０には触媒温度に比例した出
力電圧を発生する温度センサ１２が取り付けられ、この
温度センサ１２の出力電圧はＡＤ変換器４７を介して入
力ポート４５に入力される。また、入力ポート４５には
機関本体１のクランクシャフトが例えば３０度回転する
毎に出力パルスを発生するクランク角センサ１４がＡＤ
変換器４８を介して接続される。更に、入力ポート４５
にはアクセル踏込量Ｄに比例した出力電圧を発生するア
クセル踏込量センサ１６が取り付けられ、このアクセル
踏込量センサ１６の出力電圧がＡＤ変換器４９を介して
入力ポート４５に入力される。ＣＰＵ４２ではこの出力
パルスに基づいて機関本体１の機関回転数が算出され
る。一方、出力ポート４６はそれぞれ対応する駆動回路
５０を介して燃料噴射弁６に接続される。
ータからなり双方向性バス４１を介して相互に接続され
たＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４２、ＲＡＭ（ランダ
ムアクセスメモリ）４３、ＲＯＭ（リードオンメモリ）
４４、入力ポート４５および出力ポート４６を具備す
る。ＮＯX 選択還元触媒１０には触媒温度に比例した出
力電圧を発生する温度センサ１２が取り付けられ、この
温度センサ１２の出力電圧はＡＤ変換器４７を介して入
力ポート４５に入力される。また、入力ポート４５には
機関本体１のクランクシャフトが例えば３０度回転する
毎に出力パルスを発生するクランク角センサ１４がＡＤ
変換器４８を介して接続される。更に、入力ポート４５
にはアクセル踏込量Ｄに比例した出力電圧を発生するア
クセル踏込量センサ１６が取り付けられ、このアクセル
踏込量センサ１６の出力電圧がＡＤ変換器４９を介して
入力ポート４５に入力される。ＣＰＵ４２ではこの出力
パルスに基づいて機関本体１の機関回転数が算出され
る。一方、出力ポート４６はそれぞれ対応する駆動回路
５０を介して燃料噴射弁６に接続される。
【０００７】次に本発明の燃料噴射制御装置の作動につ
いて説明する。機関運転中、ＮＯX選択還元触媒１０の
温度が温度センサ１２により検出され、ＮＯX 選択還元
触媒１０の温度が予め定められた温度、本実施形態では
最適温度Ｔ0 （図２参照）以上であるか否かが判別され
る。ＮＯX 選択還元触媒１０の温度が最適温度Ｔ0 以上
であると判別されたときには図３の燃料噴射制御が行わ
れる。即ち、圧縮行程が完了する上死点（ＴＤＣ）直後
において燃料噴射弁６から筒内へ主噴射Ａが行われ、主
噴射Ａのあとの膨張行程後期において燃料噴射弁６から
筒内へ副噴射（以下、第二の副噴射）Ｃが行われる。膨
張行程後期の筒内温度はＨＣを燃焼したり改質したりす
るほど十分に高くないため、第二の副噴射Ｃにより筒内
へ噴射されたＨＣは焼失したり改質されたりせずに高沸
点ＨＣを多く含んだままＮＯX 選択還元触媒１０へ流入
する。ＮＯX 選択還元触媒１０では適量の高沸点ＨＣが
供給され、高い浄化率で浄化作用が行われる。ＮＯX 選
択還元触媒１０の温度が最適温度Ｔ0 より低いと判別さ
れたときには図４の燃料噴射制御が行われる。即ち、圧
縮行程が完了する上死点（ＴＤＣ）直後において燃料噴
射弁６から筒内へ主噴射Ａが行われ、主噴射Ａのあとの
膨張行程中期において燃料噴射弁６から筒内へ副噴射
（以下、第一の副噴射）Ｂが行われ、更に第一の副噴射
Ｂのあとの膨張行程後期において燃料噴射弁６から筒内
へ第二の副噴射Ｃが行われる。膨張行程中期の筒内温度
は高いため、第一の副噴射Ｂにより筒内へ供給されたＨ
Ｃは燃焼されて焼失する。このとき排気ガス温度が上昇
し、温度の上昇した排気ガスがＮＯX 選択還元触媒１０
へ流入する。これによりＮＯX 選択還元触媒１０の触媒
温度が上昇せしめられ、最適温度Ｔ0 以上となる。第一
の副噴射により供給するＨＣ量は、触媒温度Ｔを最適温
度Ｔ0 にするために必要な量に制御される。また膨張行
程後期では上述したように筒内温度が低いため、第二の
副噴射Ｃにより筒内へ供給されたＨＣは燃焼されたり改
質されたりせずに高沸点ＨＣを多く含んだままＮＯX 選
択還元触媒へ流入する。このときＮＯX 選択還元触媒１
０は既に温度が最適温度Ｔ0 以上となっているため、そ
の後にＮＯX 選択還元触媒１０へ流入した適量の高沸点
ＨＣにより高い浄化率で浄化作用が行われる。尚、上記
では第一の副噴射の噴射タイミングは膨張行程中期とし
たが、第一の副噴射Ｂは筒内温度が第一の副噴射Ｂによ
り供給したＨＣを燃焼可能な温度にあるタイミングを選
択して行えばよく、概ね圧縮行程が完了する上死点（Ｔ
ＤＣ）後のクランク角度０°〜１２０°である。但し、
上死点後のクランク角度０°〜９０°では主噴射Ａによ
り供給されたＨＣが未だ燃焼している可能性があり、こ
こで副噴射により供給されたＨＣを燃焼させるとトルク
変動が生じるため、第一の副噴射Ｂは上死点後のクラン
ク角度９０°〜１２０°であるのが好ましい。また第二
の副噴射Ｃの噴射タイミングは膨張行程後期としたが、
第二の副噴射Ｃは筒内がＨＣを燃焼しない温度にあるタ
イミングを選択して行えばよく、概ね上死点後のクラン
ク角度１５０°〜１８０°である。また第一の副噴射Ｂ
では、ＮＯX 選択還元触媒１０の触媒温度を上昇させる
のに十分な量のＨＣを筒内へ供給し、第二の副噴射Ｃで
はそのときの触媒温度や排気ガス中のＮＯX 量等に応じ
てＮＯX 選択還元触媒１０が最も高い浄化率を示す量の
ＨＣを筒内へ供給する。
いて説明する。機関運転中、ＮＯX選択還元触媒１０の
温度が温度センサ１２により検出され、ＮＯX 選択還元
触媒１０の温度が予め定められた温度、本実施形態では
最適温度Ｔ0 （図２参照）以上であるか否かが判別され
る。ＮＯX 選択還元触媒１０の温度が最適温度Ｔ0 以上
であると判別されたときには図３の燃料噴射制御が行わ
れる。即ち、圧縮行程が完了する上死点（ＴＤＣ）直後
において燃料噴射弁６から筒内へ主噴射Ａが行われ、主
噴射Ａのあとの膨張行程後期において燃料噴射弁６から
筒内へ副噴射（以下、第二の副噴射）Ｃが行われる。膨
張行程後期の筒内温度はＨＣを燃焼したり改質したりす
るほど十分に高くないため、第二の副噴射Ｃにより筒内
へ噴射されたＨＣは焼失したり改質されたりせずに高沸
点ＨＣを多く含んだままＮＯX 選択還元触媒１０へ流入
する。ＮＯX 選択還元触媒１０では適量の高沸点ＨＣが
供給され、高い浄化率で浄化作用が行われる。ＮＯX 選
択還元触媒１０の温度が最適温度Ｔ0 より低いと判別さ
れたときには図４の燃料噴射制御が行われる。即ち、圧
縮行程が完了する上死点（ＴＤＣ）直後において燃料噴
射弁６から筒内へ主噴射Ａが行われ、主噴射Ａのあとの
膨張行程中期において燃料噴射弁６から筒内へ副噴射
（以下、第一の副噴射）Ｂが行われ、更に第一の副噴射
Ｂのあとの膨張行程後期において燃料噴射弁６から筒内
へ第二の副噴射Ｃが行われる。膨張行程中期の筒内温度
は高いため、第一の副噴射Ｂにより筒内へ供給されたＨ
Ｃは燃焼されて焼失する。このとき排気ガス温度が上昇
し、温度の上昇した排気ガスがＮＯX 選択還元触媒１０
へ流入する。これによりＮＯX 選択還元触媒１０の触媒
温度が上昇せしめられ、最適温度Ｔ0 以上となる。第一
の副噴射により供給するＨＣ量は、触媒温度Ｔを最適温
度Ｔ0 にするために必要な量に制御される。また膨張行
程後期では上述したように筒内温度が低いため、第二の
副噴射Ｃにより筒内へ供給されたＨＣは燃焼されたり改
質されたりせずに高沸点ＨＣを多く含んだままＮＯX 選
択還元触媒へ流入する。このときＮＯX 選択還元触媒１
０は既に温度が最適温度Ｔ0 以上となっているため、そ
の後にＮＯX 選択還元触媒１０へ流入した適量の高沸点
ＨＣにより高い浄化率で浄化作用が行われる。尚、上記
では第一の副噴射の噴射タイミングは膨張行程中期とし
たが、第一の副噴射Ｂは筒内温度が第一の副噴射Ｂによ
り供給したＨＣを燃焼可能な温度にあるタイミングを選
択して行えばよく、概ね圧縮行程が完了する上死点（Ｔ
ＤＣ）後のクランク角度０°〜１２０°である。但し、
上死点後のクランク角度０°〜９０°では主噴射Ａによ
り供給されたＨＣが未だ燃焼している可能性があり、こ
こで副噴射により供給されたＨＣを燃焼させるとトルク
変動が生じるため、第一の副噴射Ｂは上死点後のクラン
ク角度９０°〜１２０°であるのが好ましい。また第二
の副噴射Ｃの噴射タイミングは膨張行程後期としたが、
第二の副噴射Ｃは筒内がＨＣを燃焼しない温度にあるタ
イミングを選択して行えばよく、概ね上死点後のクラン
ク角度１５０°〜１８０°である。また第一の副噴射Ｂ
では、ＮＯX 選択還元触媒１０の触媒温度を上昇させる
のに十分な量のＨＣを筒内へ供給し、第二の副噴射Ｃで
はそのときの触媒温度や排気ガス中のＮＯX 量等に応じ
てＮＯX 選択還元触媒１０が最も高い浄化率を示す量の
ＨＣを筒内へ供給する。
【０００８】ところで排気ガス中のＮＯX 量を直接求め
ることは困難である。そこで本発明では機関運転状態か
ら排気ガス中のＮＯX 量を推定するようにしている。即
ち、機関回転数Ｎが高くなるほど機関から単位時間当た
り排出される排気ガス量が増大するので機関回転数Ｎが
高くなるにつれて機関から単位時間当たり排出されるＮ
ＯX 量は増大する。また、機関負荷が高くなるほど、即
ちアクセル踏込量Ｄが高くなるほど各燃焼室３から排出
される排気ガス量が増大し、しかも燃焼温度が高くなる
ので機関負荷が高くなるほど、即ちアクセル踏込量Ｄが
高くなるほど機関から単位時間当たり排出されるＮＯX
量が増大する。図５は実験により求められた単位時間当
たりに機関から排出されるＮＯX 量と、アクセル踏込量
Ｄ、機関回転数Ｎとの関係を示しており、図５において
各曲線は同一ＮＯX 量を示している。図５に示されるよ
うに単位時間当たり機関から排出されるＮＯX 量はアク
セル踏込量Ｄが高くなるほど多くなり、機関回転数Ｎが
高くなるほど多くなる。なお、図５に示されるＮＯX 量
は図６に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記
憶されている。
ることは困難である。そこで本発明では機関運転状態か
ら排気ガス中のＮＯX 量を推定するようにしている。即
ち、機関回転数Ｎが高くなるほど機関から単位時間当た
り排出される排気ガス量が増大するので機関回転数Ｎが
高くなるにつれて機関から単位時間当たり排出されるＮ
ＯX 量は増大する。また、機関負荷が高くなるほど、即
ちアクセル踏込量Ｄが高くなるほど各燃焼室３から排出
される排気ガス量が増大し、しかも燃焼温度が高くなる
ので機関負荷が高くなるほど、即ちアクセル踏込量Ｄが
高くなるほど機関から単位時間当たり排出されるＮＯX
量が増大する。図５は実験により求められた単位時間当
たりに機関から排出されるＮＯX 量と、アクセル踏込量
Ｄ、機関回転数Ｎとの関係を示しており、図５において
各曲線は同一ＮＯX 量を示している。図５に示されるよ
うに単位時間当たり機関から排出されるＮＯX 量はアク
セル踏込量Ｄが高くなるほど多くなり、機関回転数Ｎが
高くなるほど多くなる。なお、図５に示されるＮＯX 量
は図６に示すようなマップの形で予めＲＯＭ４２内に記
憶されている。
【０００９】図７には本発明に従った噴射制御のフロー
チャートを示している。ステップＳ１０において主噴射
Ａが行われたあとにステップＳ１２においてＮＯX 選択
還元触媒１０の触媒温度Ｔを検出する。次いでステップ
Ｓ１４へ進んで触媒温度Ｔが最適温度Ｔ0 以上であるか
否かが判別される。ステップＳ１４において触媒温度Ｔ
が最適温度Ｔ0 以上であると判別されたときにはステッ
プＳ１６へ進んで第二の副噴射Ｃが行われ、処理サイク
ルを終了する。ステップＳ１４において触媒温度Ｔが最
適温度Ｔ0 以上でないと判別されたときにはステップＳ
１８へ進んで第一の副噴射Ｂを行い、次いでステップＳ
１６へ進んで第二の副噴射Ｃを行い、処理サイクルを終
了する。本発明においては上記噴射制御を全機関サイク
ルで常時行っているが、場合によっては予め定められた
機関サイクル毎または予め定められた時間毎に行っても
よい。
チャートを示している。ステップＳ１０において主噴射
Ａが行われたあとにステップＳ１２においてＮＯX 選択
還元触媒１０の触媒温度Ｔを検出する。次いでステップ
Ｓ１４へ進んで触媒温度Ｔが最適温度Ｔ0 以上であるか
否かが判別される。ステップＳ１４において触媒温度Ｔ
が最適温度Ｔ0 以上であると判別されたときにはステッ
プＳ１６へ進んで第二の副噴射Ｃが行われ、処理サイク
ルを終了する。ステップＳ１４において触媒温度Ｔが最
適温度Ｔ0 以上でないと判別されたときにはステップＳ
１８へ進んで第一の副噴射Ｂを行い、次いでステップＳ
１６へ進んで第二の副噴射Ｃを行い、処理サイクルを終
了する。本発明においては上記噴射制御を全機関サイク
ルで常時行っているが、場合によっては予め定められた
機関サイクル毎または予め定められた時間毎に行っても
よい。
【００１０】上記では浄化率が最も高くなる最適温度Ｔ
0 以上に触媒温度Ｔがあるか否かを判別し、副噴射を制
御しているが、所望により予め定められた温度を設定
し、この予め定められた温度を応じて副噴射を制御した
り、浄化率が比較的高くなる適正温度範囲（例えば、図
２中の温度範囲Ｔ1 〜Ｔ2 ）内、適正温度範囲以下、ま
たは適正温度範囲以上のいずれに触媒温度があるか否か
を判別し、そのときの必要に応じて副噴射を制御しても
よい。また本願ではディーゼル内燃機関に適用した場合
の燃料噴射制御装置を挙げたが、リーンバーン型であれ
ば筒内直接噴射火花点火式の内燃機関にも適用できる。
更に排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸収
し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX
を放出するＮＯX 触媒に本発明を適用することも可能で
ある。
0 以上に触媒温度Ｔがあるか否かを判別し、副噴射を制
御しているが、所望により予め定められた温度を設定
し、この予め定められた温度を応じて副噴射を制御した
り、浄化率が比較的高くなる適正温度範囲（例えば、図
２中の温度範囲Ｔ1 〜Ｔ2 ）内、適正温度範囲以下、ま
たは適正温度範囲以上のいずれに触媒温度があるか否か
を判別し、そのときの必要に応じて副噴射を制御しても
よい。また本願ではディーゼル内燃機関に適用した場合
の燃料噴射制御装置を挙げたが、リーンバーン型であれ
ば筒内直接噴射火花点火式の内燃機関にも適用できる。
更に排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯX を吸収
し、排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮＯX
を放出するＮＯX 触媒に本発明を適用することも可能で
ある。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、リーンＮＯｘ触媒の温
度が予め定められた温度よりも低いときには、第一の副
噴射によって排気ガスの温度が上昇せしめられ、この排
気ガスがリーンＮＯｘ触媒に流入する。このため、リー
ンＮＯｘ触媒の温度が予め定められた温度に近づき、あ
るいは、この予め定められた温度に維持されることとな
る。そして、これと共に、第二の副噴射によってリーン
ＮＯｘ触媒にＨＣが供給され、リーンＮＯｘ触媒におい
てＨＣによってＮＯｘが還元浄化されるので、リーンＮ
Ｏｘ触媒の高いＮＯｘ浄化率を確保することができる。
もちろん、リーンＮＯｘ触媒の温度が予め定められた温
度以上となれば、第二の副噴射が行われるので、やは
り、リーンＮＯｘ触媒の高い浄化率を確保することがで
きる。
度が予め定められた温度よりも低いときには、第一の副
噴射によって排気ガスの温度が上昇せしめられ、この排
気ガスがリーンＮＯｘ触媒に流入する。このため、リー
ンＮＯｘ触媒の温度が予め定められた温度に近づき、あ
るいは、この予め定められた温度に維持されることとな
る。そして、これと共に、第二の副噴射によってリーン
ＮＯｘ触媒にＨＣが供給され、リーンＮＯｘ触媒におい
てＨＣによってＮＯｘが還元浄化されるので、リーンＮ
Ｏｘ触媒の高いＮＯｘ浄化率を確保することができる。
もちろん、リーンＮＯｘ触媒の温度が予め定められた温
度以上となれば、第二の副噴射が行われるので、やは
り、リーンＮＯｘ触媒の高い浄化率を確保することがで
きる。
【図１】ＮＯX 選択還元触媒を備えた筒内直接噴射式内
燃機関を示した図である。
燃機関を示した図である。
【図２】ＮＯX 選択還元触媒の触媒温度とＮＯX 浄化率
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図３】触媒温度が所定温度以上であると判別されたと
きに行われる燃料噴射制御におけるクランク角度と燃料
噴射弁開閉信号との関係を示す図である。
きに行われる燃料噴射制御におけるクランク角度と燃料
噴射弁開閉信号との関係を示す図である。
【図４】触媒温度が所定温度以上であると判別されなか
ったときに行われる燃料噴射制御におけるクランク角度
と燃料噴射弁開閉信号との関係を示す図である。
ったときに行われる燃料噴射制御におけるクランク角度
と燃料噴射弁開閉信号との関係を示す図である。
【図５】機関本体から排出されるＮＯX 量を示す図であ
る。
る。
【図６】機関本体から排出されるＮＯX 量を推定するた
めのマップを示す図である。
めのマップを示す図である。
【図７】本発明の燃料噴射制御を示すフローチャートで
ある。
ある。
１０…ＮＯX 選択還元触媒
Ａ…主噴射
Ｂ…第一の副噴射
Ｃ…第二の副噴射
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０１Ｎ 3/24 ＺＡＢ Ｆ０１Ｎ 3/36 ＺＡＢＢ
3/28 ＺＡＢ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３３０Ａ
3/36 ＺＡＢ 41/34 ＺＡＢＦ
Ｆ０２Ｄ 41/02 ３３０ 45/00 ３１０Ｒ
41/34 ＺＡＢ ＺＡＢ
45/00 ３１０ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ
ＺＡＢ １０２Ｈ
(72)発明者 井口 哲
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(72)発明者 田中 俊明
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平６−117225（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−259533（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−231645（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−183922（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−100638（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−177589（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02D 41/00 - 41/40
F01N 3/00 - 3/38
Claims (2)
- 【請求項１】 リーンＮＯＸ触媒を排気系に具備し、吸
気行程または圧縮行程において筒内へ主噴射を行い、該
主噴射とは別個に筒内へ副噴射を行う筒内噴射式内燃機
関の燃料噴射制御装置において、上記リーンＮＯＸ触媒
の温度が予め定められた温度よりも低いときには上記副
噴射として膨張行程において第一の副噴射を行って該第
一の副噴射により供給したＨＣを筒内にて燃焼させるこ
とによって該筒内から排出される排気ガスの温度を上昇
すると共に、第一の副噴射後の膨張行程または排気行程
において第二の副噴射を行って該第二の副噴射により供
給したＨＣを筒内から排出させることによって該筒内か
ら排出される排気ガス中のＨＣ量を増大し、一方、上記
リーンＮＯＸ触媒の温度が上記予め定められた温度以上
であるときには上記副噴射として上記第二の副噴射のみ
を行うことを特徴とする燃料噴射制御装置。 - 【請求項２】 上記第一の副噴射は圧縮上死点〜圧縮上
死点後１２０°のクランクタイミングで実行され、上記
第二の副噴射は圧縮上死点後１５０°〜１８０°のクラ
ンクタイミングで実行されることを特徴とする請求項１
に記載の燃料噴射制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21867196A JP3371707B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| US08/911,811 US5839275A (en) | 1996-08-20 | 1997-08-15 | Fuel injection control device for a direct injection type engine |
| EP97114293A EP0831226B1 (en) | 1996-08-20 | 1997-08-19 | A fuel injection control device for a direct injection type engine |
| DE69732461T DE69732461T2 (de) | 1996-08-20 | 1997-08-19 | Kraftstoffeinspritzsteuervorrichtung für einen Motor mit direkter Einspritzung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21867196A JP3371707B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1061466A JPH1061466A (ja) | 1998-03-03 |
| JP3371707B2 true JP3371707B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=16723607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21867196A Expired - Fee Related JP3371707B2 (ja) | 1996-08-20 | 1996-08-20 | 筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371707B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004029065A1 (de) | 2004-06-16 | 2006-01-26 | Siemens Ag | Kurbelwellensynchrone ERfassung analoger Signale |
| JP2006104989A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Hino Motors Ltd | 排ガス浄化装置 |
| US7720593B2 (en) * | 2007-10-02 | 2010-05-18 | Ford Global Technologies, Llc | Fuel injection strategy for gasoline direct injection engine during high speed/load operation |
-
1996
- 1996-08-20 JP JP21867196A patent/JP3371707B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1061466A (ja) | 1998-03-03 |
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